曾经影响世界的物理学发现.pdfVIP

物理学是研究我们这个世界的，探讨某些人类历史中最深奥的问题：宇宙如 何运作，物质如何聚集……求知欲激发出人类最伟大的发现，从释放原子的惊人 威力，到展示光的本质，直至宇宙的发展……这些都是物理学伟大的发现。因为 物理定律经常和我们的常识背道面驰，所以这些发现才显得更加伟大。 第一个影响世界的定律——落体定律。17世纪之前，人们一直认为物体的 重量影响其下落速度，也即重的物体下落快，轻的物体下落慢。直到伽利略在比 萨斜塔上作了著名的落体实验，人们才正确的认识了落体的本质。这个实验的影 响是巨大的，甚至美国人还在月球上专门做了类似的实验（1971年8月2日， 阿波罗15号的一个任务，当时是宇航员一手拿羽毛，一手拿铁鎚，同时松手， 结果同时落地）。这个定律使人们初步理解重力导致加速的原理。 第二个——万有引力定律。据说，当年牛顿在苹果园休憩，有一个苹果落在 地上，这引起了牛顿的疑惑，为什么苹果落在地上而月亮却总是高高挂在天空。 牛顿认为苹果和月亮被相同的引力所影响，再加上他的天才数学能力，于是发展 出了万有引力定律。这个定律的发现使地球是一个圆球成为可能，彻底改变了人 们对宇宙的认识。 第三个——运动三定律。这套个定律仍然是牛顿先生的天才发现。它由三个 定律组成，它们解释了所有实物的运动。它们使人们认识了物体运动的本质，牛 顿甚至给出了计算力与运动的方法，人们从此开始能够计算宇宙了。牛顿由此而 奠定了古典物理的基础。 第四个——热力学第二定律。德国科学家劳修斯为这个定律做出了巨大的贡 献，并且他还创造了“熵”这个字。这个定律揭示了能量的性质以及转换的问题， 使工业革命有了理论基础，才有了社会发展的突然大加速。 第五个——电磁学。电磁学是由法拉第和麦克斯韦共同发展出来的。法拉第 使由磁发电成为现实，而麦克斯韦根据法拉第的工作从理论上预言了电磁波的存 在，后来得到了证实。电磁学的发现可以说完全改变了我们的生活方式，想象一 下没有电力的世界，想象一下没有电磁波的通讯，还用再想吗…… 第六个——狭义相对论。爱因斯坦于1905年发表的《狭义相对论》可以说 颠覆了整个科学界。他的理论告诉人们牛顿先生的理论并不适合于光速。他告诉 人们在宇宙中时间并不是相同的，而是根据速度不同而时间的速率也不同，并且 时间与空间是相关联的。这个理论貌似与人们普通生活并不相关，实际上，没有 这个理论的指导，GPS就不可能成为现实。 第七个——质能互换公式E=mc。这个公式仍然是爱因斯坦先生的发现。人2 们由此才知道即使是一小块物质所含的能量也是惊人的，这直接导致了原子弹的 问世，虽然这不是爱因斯坦先生的希望看到的。不过，这个公式也让人们掌握了 核技术的其它用途，比如核电站、核潜艇等。 第八个——广义相对论。这仍然是爱因斯坦的理论，是他于1915年发表的， 你真的不得不感叹这位先生实在是个天才。这个理论是由他研究重力的时候发展 出来的。它的出现让人们第一次知道引力的原理，知道了空间原来也是有形状的， 彻底改变了人们对宇宙的认识。人们根据他的理论发展出黑洞学，甚至提出时空 旅行的概念等等等等……以至于现在人们在这个理论的基础上开始认真讨论起 宇宙的诞生和发展的问题了。 第九个——量子论。由普朗克在1900年发展出的这个理论，给人们呈现出 了非常奇异的次原子世界的规则，次原子们的各种表现与我们日常所见的物体的 再现完全不同，甚至是让人觉得不可能。而薛定谔先生于1925年终于写出了管 理这些次原子的公式，这也是第一个含有虚数的物理公式，可见量子论是多么的 与众不同啊。在这个理论的指导下，我们终得一探原子的本质了。我们现在知道 了一个电子会可能同时出现在不同的地方，就好象你今天早上醒来在中国，而同 时也在美国醒来，这真是不可思议的理论。 第十个——光的本质。这项研究并不是一个人或几个人研究所得的，而是从 牛顿开始由很多代的科学家们共同研究的成果。但是最关键的人物是三位，牛顿 确定了光的粒子说，杨证明了光的波动性，而爱因斯坦认为光也许既有粒子性又 有波动性，后来得到了证实。由此而开创了光学的新时代，产生了后来如激光技 术等。这个理论发展的过程历时300年。 第十一个——中子。1932年，英国科学家查德威克发现了中子，从而使人 们认识了原子是由质子、中子和电子组成的。也使得人们利用核能量成为可能。 人们公认的核子时代的标志就是由费米于1939年做的以中子分裂原子的实验。 第十二个——超导。大约在1909年左右，荷兰科学家昂内斯发现了超导现